Заваряване на чугун с електроди: технологични характеристики и условия

Съдържанието на статията

• Чугун: характеристики на материала и работа с него
• Кой инвертор да използвате
• Правила за подготовка на части
• С помощта на специални електроди
• Приложение на тел за пълнене
• Режими на заваряване, токове, техника на работа

Възможно е да заварявате части от чугун чрез електрическо заваряване както на специално оборудване, така и у дома. Предлагаме да проучим правилата за подготовка на части за заваряване, избора на метод и техника за заваряване с помощта на конвенционален MMA инвертор.

Чугун: характеристики на материала и работа с него

Чугунът е разтопено желязо, към което по време на процеса на охлаждане се добавя въглерод в големи количества. Поради концентрацията на въглерод над ограничаващата разтворимост, образуваната сплав се характеризира с висока твърдост, но ниска хомогенност. По своята структура чугунът е порест, кристалната му решетка се разрушава от големи включвания на въглерод, поради което междутомните връзки се характеризират с малка граница на еластична деформация.

Поради факта, че структурата на метала се разрежда с големи включвания на графит, чугунът е труден за заваряване: на места, където кристалната решетка е счупена, се образуват локални напрежения и продуктът става особено крехък. За заваряване на чугун е необходим внимателно подбран набор от добавки, за да се гарантира:

• добра смесимост на фугата с останалия метал;
• най-малката възможна разлика в свиването на температурата;
• минималната възможна дебелина на шева;
• високо ниво на якост.

Готвенето на чугун с електрод също е трудно поради причината, че има много разновидности на този метал. В същото време няма проектна документация за повечето продукти и не е възможно надеждно да се определи съставът на сплавта. Следователно, степента на чугуна се определя от окото според цвета на счупването и след това се избират електроди и режими на заваряване, които са възможно най-близки до оптималните. В домашни условия заваряването на чугун почти винаги е лотария и широко поле за експериментиране за постигане на най-добър резултат.

Кой инвертор да използвате

Чугунените части обикновено имат впечатляваща дебелина и е доста трудно да ги нагреете навътре без забележимо разширяване на зоната за отопление. Най-добрият вариант е да готвите с къси кранове в импулсен режим, като давате време на частите да изстинат.

Не всеки инвертор ще работи ефективно в този режим. Най-подходящите за тези цели са съвременните устройства с подобрено запалване и дъгообразувател, мощна охладителна система. Токовете при заваряване на чугун се увеличават поради допълнителната проводимост на намотката и покритието на електрода. Таванът на текущия диапазон трябва да бъде около 200-250 A с времетраене при максимално натоварване най-малко 50%.

Като цяло, колкото по-сложна е схемата за контрол на заваръчния ток, толкова по-добре. При заваряване на чугун се изискват бързо запалване, равномерно изгаряне и бързо прекъсване на дъгата без образуване на високотемпературен фокус. В същото време никоя от домакинските и дори професионални машини няма специални режими за чугун..

Професионалното оборудване от FoxWeld или KEMPPI ще се справи със задачата без проблеми. От бюджетните опции можем да препоръчаме инвертори от производители като Aurora и Tesla, които струват от 10 000 рубли. По-евтини („Resanta“, „Svarog“) инвертори също могат да се използват с променлив успех, но за заваряване на критични части те са малко полезни.

Правила за подготовка на части

За части от чугун качеството на заваряване се определя дори на етапа на обработка и подготовка на заваръчния шев. За разлика от други материали, дори наличието на мастен филм може да бъде от значение тук. За удобство ще разделим препарата на три вида, в зависимост от естеството на връзките.

Пукнатини в чугун трябва да се пробият в краищата преди заваряване, за да се избегне по-нататъшно напукване поради термично свиване. След това се прави разрез по пукнатината с шлайф. Необходимо е шевът да се разтвори до ширина около 3 мм, като в долната част се поддържа стълб, равен на дебелина на електродния прът или малко повече.

Частите, които са напукани наполовина, обикновено могат да бъдат сгънати много плътно и трябва да се използват при заваряване. Единственото нещо, което трябва да се направи, е да се осигури неподвижност със скоби или болтова връзка, а също и да се разтвори шевът.

Третият вариант са две независими части, които преминават през регулиране преди заваряване. В краищата трябва да премахнете рисковете от режещия инструмент с пила или шпилка и скоба от заваръчната страна, по аналогия с разрушаването на шева. Когато монтирате части, те трябва да се режат много внимателно, като се избягва прегряване.

Краищата, които трябва да се свържат, трябва да бъдат обезмаслени непосредствено преди заваряване. Оптимално е, ако имате под ръка ацетиленова или пропанова факла: заварката се калцинира с нея, изгаряйки се от графита, а чугунената част се нагрява до тъмночервен цвят.

С помощта на специални електроди

Има невероятно много разновидности на електроди за заваряване на чугун от различни степени. Ще разгледаме само най-подходящите за домашна употреба..

Най-популярните марки електроди за заваряване на чугун са ESAB (OK) 92.60, 92.58 и 92.18. Първите две имат умерено съдържание на никел, който има TCR, сравним с този на чугуна. Клас 92.18 има високо съдържание на никел и изисква горещо коване, за да се запечата кристалната решетка и да се увеличи пластичността на заваряването. Тези електроди са добри за заваряване на сиво и пластично желязо.

Малко по-различен принцип на заваряване, наричан иначе високотемпературно спояване, се използва при работа с мед-никел-съдържащи електроди, като MNCh-2. Такава спойка се състои от вещества, които не реагират с графит и следователно вероятността от образуване на „струпване“ на границата на заваряването е значително по-ниска. Медните електроди са подходящи за повечето чугун.

За заваряване на части без предварително нагряване са приложими степени OZZHN-1 и UTP 86 FN. Това са електроди върху желязо-никелова основа със легиращи добавки, използвани главно за заваряване на сив чугун. Дебелината на електродите от всякакъв вид за работа у дома трябва да бъде 3 мм, за особено масивни части – не повече от 4 мм, в противен случай инверторът просто няма да произведе необходимия ток за пълно загряване.

Приложение на тел за пълнене

В някои случаи в процеса на ръчно дъгово заваряване на чугун могат да се въвеждат специални добавки, които придават на материала на шева специални свойства. Тези добавки се основават на същите никел и мед, понякога желязо, неръждаеми сплави и калай. Използването на жицата изисква хамелеонна маска, сигурно прилягане и малко практика..

Най-популярната тел за пълнене е PANCH-11, която се използва при полуавтоматично заваряване на изделия от чугун. Проводникът се въвежда на малки порции при всяко запалване на дъгата, а контактът на електрода с повърхността се осъществява именно през спойката. Това гарантира добра смесимост и смекчава ефекта от високите температури..

Добавките на базата на монел са много полезни и при заваряване на чугун. Това е доста рядка и скъпа сплав, но тя има необходимия TCR, твърдост и пластичност, сравними с тези на самия чугун. Monel се прилага в малки дози миг след запалването на дъгата. В същото време изгарянето е по-дълго, което на практика не се отразява на качеството на шева..

Режими на заваряване, токове, техника на работа

Чугунът се готви с постоянен ток, главно с обратна полярност, въпреки че за някои марки електроди (MNCh-2) може да се наложи преминаването на минуса към държача. Поради високата течливост на чугуна, тя трябва винаги да се готви само в положение на долния шев..

У дома можете да използвате два вида заваряване: с частично нагряване и без него. Това се определя индивидуално за всяка марка електроди. Частите се нагряват много преди началото на заваряването с помощта на бензинова или газова вентилаторна горелка или ацетиленови факли. Загряването на част от чугун трябва да продължи по време на процеса на заваряване, така че работата се извършва от двама души.

Чугунът се заварява с къси шевове (2–4 см всеки) с отстъп от 2–3 дължини на шева. Всеки „шев“ е направен с множество кранове с време на изгаряне на дъгата от 0,5 до 1,5 секунди, в зависимост от дебелината на метала и марката на електродите.

Областта на шева се нагрява в продължение на 2-3 минути, след това заварчикът нанася метал върху корена на отрязания шев, а помощникът леко загрява заварката. Когато „бодът“ е завършен, той се покрива със сух пясък или се покрива с азбестова кърпа и пламъкът се отстранява.

Бавното охлаждане е изключително важно при заваряване на чугун. Без него металът може веднага да се покрие с паяжина от пукнатини, излъчваща се от заварения басейн, и продуктът ще бъде безнадеждно повреден. Топлоизолационната облицовка може да се монтира и на гърба на шева предварително, но дори и тогава всеки заваръчен кратер трябва незабавно да бъде защитен от директен контакт с въздух. Препоръчва се да изпратите малки части в гореща фурна за един час..

При заваряване първо се запълва коренът на шева, пълната заварка се извършва след като частта напълно се охлади съгласно точно същата технология с плавно темпериране. Ако се изисква плътност на връзката, се правят още няколко междинни между „шевовете“, след което шевът се разтопява напълно. Много по-добре е обаче да се използват полимерни или епоксидни уплътнители, за да се осигури херметичност..